本发明属于烟用香精领域。更具体地，本发明涉及一种天然啤酒精油的制备方法，还涉及所述天然啤酒精油在卷烟中的应用。
背景技术：
随着人们对“吸烟与健康”的不断关注，降焦减害逐步成为全球烟草行业的主流趋势，低焦油卷烟在整个卷烟市场的比例增大。但在降低焦油的同时烟草中的致香物质也随之损失，所以香味补偿技术在卷烟加香加料技术中显得尤为重要。因此，利用烟用香精加香技术对低焦油卷烟进行香味补偿是一条值得重视的有效途径。
啤酒是以麦芽、酒花和水作为主要原料，经酵母发酵酿制而成的低浓度酒精饮料。啤酒的特征香气主要包括三部分：酒香、麦芽香和酒花香。麦芽香气物质主要来自于制麦过程的焙烤阶段，由还原糖和氨基酸经美拉德反应产生，反应产生的杂环化合物多具有焦香味、坚果味和烘烤味。啤酒生产添加酒花的作用是赋予啤酒爽快的苦味、特有的香味以及非生物稳定性。啤酒花的化学成份中，对啤酒酿造具有重要意义的三大主要成分是酒花树脂(硬树脂和软树脂)、酒花油和多酚物质，其中酒花软树脂中的α-酸是啤酒中苦味的主要成份，具有强烈的苦味和很强的防腐能力，能增加啤酒的泡沫稳定性。
市场上现有的啤酒精油均为人工调配，主要成分为酯类和杂醇，能够呈现啤酒中的酒香部分，但是缺少啤酒中重要的麦芽香和酒花香气特点，使其呈现出的啤酒香气天然逼真度明显不足，无法满足市场对啤酒特征香气的需求。
本发明人为了解决现有问题，经过反复试验，研制出天然啤酒精油，它具有逼真度高的特点，能最大程度地模仿出啤酒的自然香气特征，具有广泛的运用前景。由此制得的天然啤酒精油作为一种烟用香料添加于卷烟中，能提高香气质量，丰富烟香，谐调性好，使烟气细腻柔和，增加甜润感，余味干净，能显著提高卷烟吸食品质。
技术实现要素：
[要解决的技术问题]
本发明的目的是提供一种天然啤酒精油的制备方法。
本发明的另一个目的是提供所述天然啤酒精油在卷烟中的应用。
[技术方案]
本发明是通过如下技术方案实现的。
本发明涉及一种天然啤酒精油的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)原料粉碎
用粉碎机将大麦芽除麦壳外全部粉碎成粉末，得到大麦芽粉末；酒花颗粒磨成粉末状，得到酒花粉末。
啤酒的生产以大麦芽为主要原料，大多数还要添加辅助原料，其中包括大米、玉米等。添加辅料可以有效地降低麦汁中蛋白质含量和易氧化的多酚物质含量，从而降低啤酒色度，改善啤酒风味和啤酒的非生物稳定性，并且可以大大降低麦汁制备的成本。为了保证本发明的天然啤酒精油的质量，本发明的制备方法只以大麦芽为原料制备麦芽汁，这种单一原料的使用也对制备方法提出了更严格的要求。
此外，本发明的制备方法使用普通啤酒酿造大麦芽，且不使用其他辅料，以保证产品香气成分更加纯正。
本发明制备方法中使用的粉碎机是本技术领域的常用设备，例如是由上海淀久中药机械制造有限公司生产销售的C0463型粉碎机。
(2)酵母活化
以啤酒酵母质量与无菌蔗糖水体积比1:50～200(g/ml)的比例，将啤酒酵母投入2～5质量％蔗糖水中，在搅拌下在24～26℃温度下活化15～20分钟，活化结束后静置8～12分钟，得到酵母活化液。
在本发明中使用的啤酒酵母是目前市场上销售的本技术领域的常用产品，例如由济南双麦啤酒物资有限公司生产销售的S-189型啤酒干酵母。
啤酒生产中活化酵母使用的是蒸馏水。在本发明方法中使用蔗糖水对酵母进行活化，这是为了缩短活化时间，提高酵母活力。如果本发明方法采用蒸馏水对啤酒酵母进行活化，可能会造成酵母活力不足，无法满足发酵要求。
经过本发明人反复试验，蔗糖水的浓度以2～5质量％为宜，如果其浓度小于2质量％，会造成活化后菌体浓度不足；若其浓度高于5质量％，则会提高生产成本且不利酵母活化。
投入到无菌蔗糖水中的啤酒酵母的量，是根据酵母质量与无菌蔗糖水体积比1:50～200(g/ml)的比例确定的。在蔗糖水的体积在所述的范围内时，如果加入的啤酒酵母的量超过所述范围，会造成酵母活化不充分且成本增加；当啤酒酵母的量在所述的范围内时，如果加入的蔗糖水的体积超过所述范围，则会造成相应时间内活化菌体浓度过低，从而延长酵母活化时间。
啤酒酵母与蔗糖水混合后，在24～26℃温度下活化。如果活化温度高于26℃，会造成菌体老化，发酵期间提前进入凋亡期；如果活化温度低于26℃，则会造成活化不充分，菌体浓度过低。
在搅拌下持续活化15～20分钟，搅拌的目的在于将啤酒酵母与无菌蔗糖水混合均匀。活化结束后再继续静置8～12分钟。由此得到酵母活化液，备用。
(3)麦芽糖化
以大麦芽粉末质量与水体积比1:3～7(g/ml)的比例，将步骤(1)得到的大麦芽粉末投入水中，然后在55～75℃水浴下糖化4～5小时，然后用纱布过滤，滤液煮沸8～12分钟，趁热分装，冷却后得到麦芽汁，备用。
相对于啤酒发酵，本发明方法中的麦芽的糖化步骤相对简单，因未添加辅料，不存在糊化步骤，并且也不在此步骤中加入酒花。
在水的体积在所述的范围内时，如果加入的大麦芽粉末的量超过所述范围，会造成糖化不足，且液体过于黏稠，不利于过滤；当大麦芽粉末的量在所述的范围内时，如果加入的水的体积超过所述范围，则会造成糖化后麦芽汁糖度过低。
大麦芽粉末与水的混合物在55～75℃水浴下糖化，之所以糖化温度定为55～75℃这一范围，是因为麦芽中糖化酶在此温度范围酶活力最强，如果温度高于75℃，会造成酶失活，如果温度不到55℃，则会造成酶活力较低，增加糖化时间。
大麦芽粉末与水的混合物糖化4～5小时，然后用纱布过滤，这是为了去除麸皮等颗粒物。
过滤后，滤液煮沸8～12分钟，这是为了终止糖化过程，且有一定的灭菌作用。
(4)接种发酵
向步骤(3)得到的麦芽汁中加入步骤(2)得到的酵母活化液和步骤(1)得到的酒花粉末。其中，以麦芽汁的体积计，酵母活化液的添加量是麦芽汁体积的1～5％；酒花粉末的添加量，是以酒花粉末质量与麦芽汁体积比1:125～1000(g/ml)的比例，向麦芽汁中加入酒花粉末。
与传统的啤酒发酵工艺不同，本发明方法将添加酵母活化液和酒花粉末结合在一个步骤中，这是为了最大程度地保持酒花的天然香气品质不被破坏。
本发明方法中，酵母活化液的添加量是以麦芽汁的体积计1～5％，这一数值范围是适宜的。如果酵母活化液的添加量超过麦芽汁体积的5％，会造成麦芽汁中糖分消耗过快，酵母提前进入凋亡期；如果添加的酵母活化液的量过少，低于麦芽汁体积的1％，则会造成发酵过程缓慢，增加发酵时间。
向麦芽汁中添加的酒花粉末的量，是按照酒花粉末质量与麦芽汁体积比1:125～1000(g/ml)的比例添加的。当麦芽汁的体积在所述范围，酒花粉末的加入量超出这一范围，会对酵母生长产生抑制作用；当酒花粉末的加入量在所述范围，加入的麦芽汁的体积超出这一范围时，会造成酒花香气成分薄弱，影响最终精油产品的香气品质。
所述麦芽汁、酵母活化液与酒花粉末混合均匀后于14～16℃下静置培养4～7天，由此得到发酵液。其中，设定于14～16℃温度范围是为了既能保证较快的发酵速度，又能使酵母在适宜温度下发酵。
(5)提取分离
以二氯甲烷为萃取剂，对步骤(4)得到的发酵液进行萃取，以发酵液的体积计，二氯甲烷的用量是发酵液的15～17％。萃取结束后再在温度15～20℃和压力0.8～1.0MPa条件下进行低温减压蒸馏，除去溶剂后得到本发明的天然啤酒精油。
之所以使用二氯甲烷为萃取剂，是因为其可有效提取发酵液中的香气成分。二氯甲烷的用量是以发酵液的体积计15～17％。如果二氯甲烷的使用量低于发酵液体积的15％，会造成不能完全提取出发酵液中的香气物质；如果二氯甲烷的使用量高于发酵液的体积计17％，则会造成成本增加和资源浪费。
本发明还涉及根据上述制备方法得到的天然啤酒精油，所述天然啤酒精油符合标准YC/T164-2012的技术要求，产品无色透明，可溶于醇和油，香气逼真度高，能够充分体现啤酒的天然香气特征。本发明还涉及上述天然啤酒精油在卷烟中的应用，其特征在于所述天然啤酒精油用90wt％乙醇稀释，稀释的天然啤酒精油采用雾化形式均匀喷加到烟丝中，所述的天然啤酒精油用量为烟丝质量的0.001％-0.01％。
[有益效果]
本发明方法与现有技术相比，主要具有以下有益效果：
本发明的工艺最大程度保留了啤酒的特征香气成分，本发明产品具有显著的麦芽和酒花香气，与市场现有产品相比具有更高的逼真度。
【具体实施方式】
下面非限制性实施例用于更详细地说明本发明。
在本发明中，如无特殊说明，用于表示浓度的“％”均为重量百分比。
实施例1
(1)原料粉碎
用粉碎机将大麦芽除麦壳外全部粉碎成粉末，得到大麦芽粉末；酒花颗粒磨成粉末状，得到酒花粉末；
(2)酵母活化
以啤酒酵母质量与无菌蔗糖水体积比1:100(g/ml)的比例，将啤酒酵母投入5质量％蔗糖水中，在搅拌下在25℃温度下活化18分钟，活化结束后静置10分钟，得到酵母活化液；
(3)麦芽糖化
以大麦芽粉末质量与水体积比1:5(g/ml)的比例，将步骤(1)得到的大麦芽粉末投入水中，然后在60℃水浴下糖化4小时，然后用纱布过滤，滤液煮沸10分钟，趁热分装，冷却后得到麦芽汁，备用。
(4)接种发酵
向步骤(3)得到的麦芽汁中加入步骤(2)得到的酵母活化液和步骤(1)得到的酒花粉末。其中，以麦芽汁的体积计，酵母活化液的添加量是麦芽汁体积的4％；酒花粉末的添加量，是以酒花粉末质量与麦芽汁体积比1:125(g/ml)的比例，向麦芽汁中加入酒花粉末。混匀后于15℃静置培养6天，由此得到发酵液。
(5)提取分离
以二氯甲烷为萃取剂，对步骤(4)得到的发酵液进行萃取，以发酵液的体积计，二氯甲烷的用量是发酵液的16％。萃取结束后再在温度15～20℃和压力0.8～1.0MPa条件下进行低温减压蒸馏，除去溶剂后得到本发明的天然啤酒精油。
按照本实施例的制备方法生产的天然啤酒精油符合标准YC/T164-2012的技术要求，产品无色透明，可溶于醇和油，香气逼真度高，能够充分体现啤酒的天然香气特征。
将根据以上方法制备得到的天然啤酒精油用90wt％乙醇稀释，按烟丝质量的0.005％采用雾化形式均匀喷加到烟丝中，在恒温(22℃±2℃)恒湿(RH60％±5％)箱中平衡48小时，制成卷烟，然后让调香师采用盲评的方法进行感官评吸鉴定。其评析结果为：该天然啤酒精油加到烟丝中，在保留烟叶本身的烟香的同时，能增加香气量，丰富烟香，谐调性好，使烟气细腻柔和，降低杂气和刺激性，生津略回甜。
实施例2
(1)原料粉碎
用粉碎机将大麦芽除麦壳外全部粉碎成粉末，得到大麦芽粉末；酒花颗粒磨成粉末状，得到酒花粉末。
(2)酵母活化
以啤酒酵母质量与无菌蔗糖水体积比1:200(g/ml)的比例，将啤酒酵母投入2质量％蔗糖水中，在搅拌下在24℃温度下活化15分钟，活化结束后静置8分钟，得到酵母活化液。
(3)麦芽糖化
以大麦芽粉末质量与水体积比1:7(g/ml)的比例，将步骤(1)得到的大麦芽粉末投入水中，然后在55℃水浴下糖化5小时，然后用纱布过滤，滤液煮沸12分钟，趁热分装，冷却后得到麦芽汁，备用。
(4)接种发酵
向步骤(3)得到的麦芽汁中加入步骤(2)得到的酵母活化液和步骤(1)得到的酒花粉末。其中，以麦芽汁的体积计，酵母活化液的添加量是麦芽汁体积的1％；酒花粉末的添加量，是以酒花粉末质量与麦芽汁体积比1:300(g/ml)的比例，向麦芽汁中加入酒花粉末。所述麦芽汁、酵母活化液与酒花粉末混合均匀后于16℃下静置培养7天，由此得到发酵液。
(5)提取分离
以二氯甲烷为萃取剂，对步骤(4)得到的发酵液进行萃取，以发酵液的体积计，二氯甲烷的用量是发酵液的15％。萃取结束后再在温度15℃和压力0.8MPa条件下进行低温减压蒸馏，除去溶剂后得到本发明的天然啤酒精油。
本实施例生产的天然啤酒精油符合标准YC/T164-2012的技术要求，产品无色透明，可溶于醇和油，香气逼真度高，能够充分体现啤酒的天然香气特征。
将根据以上方法制备得到的天然啤酒精油用90wt％乙醇稀释，按烟丝质量的0.01％以雾化形式均匀喷洒到烟丝中，在恒温(22℃±2℃)恒湿(RH60％±5％)箱中平衡48小时，制成卷烟，然后让调香师采用盲评的方法进行感官评吸鉴定。其评析结果为：该天然啤酒精油加到烟丝中，在保留烟叶本身的烟香的同时，能增加香气量，丰富烟香，谐调性好，使烟气细腻柔和，降低杂气和刺激性，生津略回甜。
实施例3
(1)原料粉碎
用粉碎机将大麦芽除麦壳外全部粉碎成粉末，得到大麦芽粉末；酒花颗粒磨成粉末状，得到酒花粉末。
(2)酵母活化
以啤酒酵母质量与无菌蔗糖水体积比1:50(g/ml)的比例，将啤酒酵母投入4质量％蔗糖水中，在搅拌下在26℃温度下活化20分钟，活化结束后静置12分钟，得到酵母活化液。
(3)麦芽糖化
以大麦芽粉末质量与水体积比1:3(g/ml)的比例，将步骤(1)得到的大麦芽粉末投入水中，然后在75℃水浴下糖化2小时，然后用纱布过滤，滤液煮沸8分钟，趁热分装，冷却后得到麦芽汁，备用。
(4)接种发酵
向步骤(3)得到的麦芽汁中加入步骤(2)得到的酵母活化液和步骤(1)得到的酒花粉末。其中，以麦芽汁的体积计，酵母活化液的添加量是麦芽汁体积的5％；酒花粉末的添加量，是以酒花粉末质量与麦芽汁体积比1:1000(g/ml)的比例，向麦芽汁中加入酒花粉末。所述麦芽汁、酵母活化液与酒花粉末混合均匀后于14℃下静置培养4天，由此得到发酵液。
(5)提取分离
以二氯甲烷为萃取剂，对步骤(4)得到的发酵液进行萃取，以发酵液的体积计，二氯甲烷的用量是发酵液的14％。萃取结束后再在温度18℃和压力0.9MPa条件下进行低温减压蒸馏，除去溶剂后得到本发明的天然啤酒精油。
本实施例生产的天然啤酒精油符合标准YC/T164-2012的技术要求，产品无色透明，可溶于醇和油，香气逼真度高，能够充分体现啤酒的天然香气特征。
将根据以上方法制备得到的天然啤酒精油用90wt％乙醇稀释，按烟丝质量的0.001％以雾化形式均匀喷洒到烟丝中，在恒温(22℃±2℃)恒湿(RH60％±5％)箱中平衡48小时，制成卷烟，然后让调香师采用盲评的方法进行感官评吸鉴定。其评析结果为：该天然啤酒精油加到烟丝中，在保留烟叶本身的烟香的同时，能增加香气量，丰富烟香，谐调性好，使烟气细腻柔和，降低杂气和刺激性，生津略回甜。